CN103095079A - 永磁电动机及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括转子芯和多个永磁体的可旋转组件。该转子芯包括第一端、第二端和至少一个限定永磁体开口的内壁，该永磁体开口配置成接纳多个永磁体中的至少一个永磁体。该转子芯进一步包括至少一个设置在永磁体开口之间的桥，其中多个永磁体的至少第一永磁体和第二永磁体形成多个转子极中的第一转子极。

Description

永磁电动机及其装配方法

技术领域

本发明总体上涉及一种永磁转子电动机，更具体地涉及用于减小包含永磁转子的电动机的噪音和齿槽转矩的方法和系统。

背景技术

某些永磁转子电动机有时是指无刷电动机。无刷电动机包括无刷交流电动机和无刷直流电动机。无刷电动机被广泛用于多种行业中的多种系统。这样，无刷电动机受到很多操作条件的限制。在这样的电动机中，转子和定子之间的磁相互作用导致的、或者绕组中电流导致的或者更简单地在永磁体和定子之间相互作用而导致的转矩可能包含存在于无电动机机械中的不需要的扭力波动，这就是公知的制动或齿槽转矩。另外，在转子和定子之间可能存在径向力，其引起令人讨厌的噪音。

更具体地说，转子磁体通过在定子齿之间的开放区域，外加定子的固体齿的引力和斥力引起了振动、齿槽转矩、转矩振动和潜在的电动机嗓音，大量的噪音对于用户来说是令人讨厌的。在很多应用装置中听得见的电动机噪音是不可接受的。而且，电动机轴上的齿槽和转矩脉冲可以传送到风扇、风机组件或其他附接在轴上的驱动设备/末端装置上。在这些应用装置中，这些转矩脉冲和齿槽效应可能导致操作问题和/或声学噪音，这对电动机的最终使用者来说是令人讨厌的。

半封闭式定子槽包括在定子孔上的齿伸出部分，可抵消转矩波动。齿伸出部分实现提高在转子和定子之间耦合的有效磁通量的初级目标并且可以降低永磁机械中的齿槽转矩。然而，半封闭式定子槽明显增加了线圈绕组机械的复杂性和成本。即使如此，定子齿伸出部分以及形成的半封闭式定子槽在操作上的优势造成了这种电动机的持续制造。

总之，半封闭式定子槽(而不是全开型定子槽)能用于减小噪音以及提高性能和操作以本质上加宽磁极或最小化每个定子齿之间的开口。然而，包含半封闭式槽的定子更难制造，并且用于能插入或缠绕到这些槽上的铜线绕组的可利用区域是有限的。这样，由于制造的原因优选具有开口槽或几乎是开口槽的定子，因为绕组的绕线可以更容易插入到槽中。

永磁转子可以包括嵌入到转子芯中的永磁体。这样的转子可以涉及内部永磁体转子。槽被形成在转子芯中并且磁体插入到槽中。接近于转子芯外表面放置永磁体增强了电动机的性能。然而，转子芯必须配置成为永磁体提供适当的机械支撑。该磁体，和周围结构一样，承受来自热膨胀、旋转产生的各种力以及由制造过程中产生的残余力，比如由于焊接产生的扭曲。

发明内容

一方面，提供一种可旋转组件。该可旋转组件包括多个永磁体和转子芯。转子芯包括第一端、第二端以及至少一个内壁，该内壁限定了接纳多个永磁体中的至少一个永磁体的永磁体开口。转子芯进一步包括至少一个设置在永磁体开口之间的桥，其中多个永磁体中的至少第一永磁体和第二永磁体产生多个转子极中的第一转子极。

另一方面，提供一种电机。该电机包括定子和转子，该转子相对于定子旋转。转子包括多个永磁体和转子芯。转子芯包括第一端、第二端以及至少一个内壁，该内壁限定接纳多个永磁体中的至少一个的永磁体开口。转子芯进一步包括至少一个设置在永磁体开口之间的桥，其中多个永磁体中的至少第一永磁体和第二永磁体产生多个转子极中的第一转子极。

还包括一个方面，提供一种制造永磁转子芯电动机的方法。该方法包括在转子芯中至少设置第一永磁体和第二永磁体以形成第一转子极，并且在转子芯中至少设置第三永磁体和第四永磁体以形成第二转子极。该方法还包括设置在第一永磁体和第二永磁体之间的转子芯材料的第一部分和设置在第三永磁体和第四永磁体之间的转子芯材料的第二部分。

附图说明

图1示出了示例性电动机的分解剖视图。

图2示出了包含在图1所示的电动机中的转子芯的示例性实施例的剖面前视图。

图3示出了包含在图1所示的电动机中的另一种转子芯的前视图。

图4是包括定子芯和与其相关的绕组的开口槽定子的细节图。

图5是定子的一部分的细节图，包括定子芯、绕组和在各个定子齿之间的半磁性楔块。

图6示出了包含如图5所述楔块的定子的全视图。

图7是倾斜定子层叠结构的横截面视图，用于说明放置在由倾斜层叠结构形成的齿之间的半磁性楔块。

图8示出了关于定子可操作地放置的永磁内转子的视图。

图9是相对于十二极定子放置的十极转子的前视图。

具体实施方式

由转子和定子之间的磁相互作用产生的转矩可以包括不需要的齿槽和/或交换转矩元件，其可能被传输到电动机轴，然后传输到工件上，可能导致令人讨厌的听得见的噪音和震动。进一步地，包含开口槽定子的电动机中转子上的径向力也可能引起令人讨厌的噪音。这里所描述的是涉及基于定子齿/槽和转子极的数目确定定子的倾斜、配置永磁内转子以及在斜槽定子齿之间放置磁性或半磁性楔块的方法和系统。这些方法和系统提高电动机的性能和/或减少噪音和震动。

图1是示例性的电机10的展开剖视图。尽管这里提及的电机10为电动机，然而，电机10既可以被操作为发电机也可以被操作为电动机。电动机10包括第一端12和第二端14。电动机10进一步包括电动机组件壳体16、静止组件18和可旋转的组件20。电动机组件壳体16限定了电动机10的内部22和外部24并且配置成至少部分地包围和保护静止组件18和可旋转的组件20。静止组件18包括定子芯28，其包括多个定子齿30和多个绕组级32，绕组级缠绕在定子齿30周围并且用于电激励以产生电磁场。在示例性实施例中，变频驱动(图1中未示出)提供信号，例如，脉冲宽度调制(PWM)信号给电动机10。在可选择的实施例中，电动机10可以包括联接到绕组级32的控制器(图1中未示出)，其配置成将电压同时提供给一个或多个绕组级32，用于使绕组级32以预选的序列换向，从而使可旋转的组件20相对于旋转轴34旋转。

在示例性实施例中，静止组件18是三相集中缠绕的定子组件并且定子芯28是由高磁性可渗透材料制成的叠片堆叠而成。以本领域普通技术人员公知的方式将绕组级32绕制在定子芯28上。虽然为了公开的目的来说明静止组件18，可以预期的是在本发明的范围内，可以采用具有不同形状和不同数目的齿的各种其他结构的其他定子组件，以便满足其至少一部分目标。

可旋转的组件20包括永磁转子芯36和轴38，在示例性实施例中，转子芯36由磁性可渗透材料制成的叠片堆叠而成并且基本上容纳在定子芯28的中心孔中。转子芯36可以由软铁磁材料形成。为了简化起见转子芯36和定子芯28在图1中表示为实心，其结构对于本领域的普通技术人员来说是公知的。同时图1示为三相电动机，这里所描述的方法和装置可以包括在具有任意相数电动机中，包括单相和多相电动机。

在示例性实施例中，电动机10被联接到商业和/或工业应用中的工件上(图1中未示出)。工件可以包括但是不限于泵系统、空气调节单元和/或制造机械(例如，运输和/或印刷)。在这些应用中，电动机10可以是额定为仅仅是例如三马力(hp)到六十马力。在可选择的实施例中，工件可以包括用于通过空气调节系统使空气移动、用于在冷却线圈上吹空气、和/或用于在空调/冰箱系统中驱动压缩机的风扇。更加具体地说，电动机10可以用于空气移动应用中，其用在加热、通风和空气调节(HVAC)工业，例如，在家用电器中使用1/3马力(hp)到1hp的电动机，尽管这里描述的利用了上述实施例，电动机10可以接合任意合适的工件并且配置成驱动这样的工件。

图2是包括在电动机10(如图1所示)中的转子芯36(如图1所示)的示例性实施例的剖面前视图。在示例性实施例中，可旋转的组件20包括转子芯36和轴38(如图1所示)。可旋转的组件20也可以称为永磁内转子。电动机的实施例可以包括永磁内转子包括，但不限于，电子换向电机(ECM)。EMC可以包括但是不限于无刷直流(BLDC)电动机、无刷交流(BLAC)电动机和同步磁阻电动机。

转子芯36包括轴开口42，其直径与轴38的直径相对应。转子芯36和轴38是同心的并且配置成关于旋转轴线34(如图1所示)旋转。在示例性实施例中，转子芯36包括多个互锁或者松散的叠片。在可选择的实施例中，转子芯36是固体芯。例如，转子芯36可以是利用软磁复合材料(SMC)、软磁合金材料(SMA)和/或粉末铁氧体材料在烧结过程中形成的。

转子芯36进一步包括限定多个永磁开口52的多个内壁。例如，限定多个永磁开口52的第一永磁开口68的第一内壁54、第二内壁56、第三内壁58和第四内壁60。在示例性实施例中，永磁开口52进一步包括第二永磁开口70、第三永磁开口72、第四永磁开口74、第五永磁开口76、第六永磁开口78、第七永磁开口80、第八永磁开口82、第九永磁开口84、第十永磁开口86、第十一永磁开口(图2未示出)、第十二永磁开口(图2未示出)、第十三永磁开口(图2未示出)、第十四永磁开口(图2未示出)、第十五永磁开口(图2未示出)、第十六永磁开口(图2未示出)、第十七永磁开口(图2未示出)、第十八永磁开口(图2未示出)、第十九永磁开口(图2未示出)和第二十永磁开口(图2未示出)。

在示例性实施例中，转子芯材料的第一部分，这里是指第一桥90，被限定在第一永磁体开口68和第二永磁体开口70之间。更具体的说，第一桥90是转子芯材料的一部分，被设置在第一永磁开口68的第二内壁56和第二永磁开口70的第四内壁60之间。类似地，在示例性实施例中，转子芯材料的第二部分，这里是指第二桥92，被设置在第三永磁开口72和第四永磁开口74之间。在示例性实施例中，转子芯36还包括第三桥94、第四桥96、第五桥98、第六桥(图2未示出)、第七桥(图2未示出)、第八桥(图2未示出)、第九桥(图2未示出)和第十桥(图2未示出)。

永磁开口52从第一端12(如图1所示)穿过转子芯36延伸到第二端14(如图1所示)。每一永磁开口52被配置成接纳一个或多个永磁体。在示例性实施例中，永磁体至少部分地通过开口52从转子芯36的第一端12延伸到第二端14。例如，第一永磁体110被设置在第一永磁开口68内，第二永磁体112被设置在第二永磁开口70内，第三永磁体114被设置在第三永磁开口72内，第四永磁体116被设置在第四永磁开口74内，第五永磁体118被设置在第五永磁开口76内，第六永磁体120被设置在第六永磁开口78内，第七永磁体122被设置在第七永磁开口80内，第八永磁体124被设置在第八永磁开口82内，第九永磁体126被设置在第九永磁开口84内，以及第十永磁体128被设置在第十永磁开口86内。在可选择的实施例中，多个永磁体被设置在每一永磁开口中。例如，第一永磁体可以被设置在永磁开口中并且从第一端12延伸到第一端12和第二端14之间的点，以及第二永磁体可以是被设置在永磁体开口内并且从第二端14延伸到第一端12和第二端14之间的点。

永磁体由相对薄的永磁材料片构成，每一片提供基本恒定的磁场。永磁体被磁化成相对于转子芯36成径向地极化，相邻的磁体由具有相同极性的相同的极形成。相邻极的极性被可选择地极化。在示例性实施例中，开口52通常是矩形开口，尽管描述为矩形，开口52可以具有任意合适的形状，包括但不限于基本上与永磁体对应的形状，其允许可旋转的组件20如这里所描述的那样运行。

转子芯36中的桥，例如，桥90、92、94、96和98，为转子芯36提供结构支撑，从而加强转子芯36。随着转子芯36的第一内壁54和外表面132之间的距离130的减小，保持开口68中的永磁体110的转子芯材料的数量也减少。随着转子芯36的直径132的增大，施加在永磁体上的力也以给定的旋转速度增加。如果距离130不够大，施加在永磁体上的力可能超过转子芯材料的强度。这些桥使永磁体比没有桥存在时更容易接近外表面132设置，而不需要削弱转子芯36的强度至转子芯36不能承受电动机10的高速操作期间所产生的力的水平上。进一步地，利用多个较小的永磁体而不是单个较大的永磁体产生转子极，将减少永磁体的涡流损耗。

虽然为了公开的目的而描述转子芯36中的永磁体110、112、114、116、118、120、122、124、126和128，但是应该理解的是，永磁体内转子是公知的，并且这里所描述的至少一部分实施例被用来改善可旋转组件20的结构和静止组件18的结构(如图1所示)，以便减少齿槽转矩和噪音。

在示例性实施例中，转子芯36包括多个转子极，例如，十个转子极。每一转子极包括多个永磁体。例如，第一转子极150由第一永磁体110和第二永磁体112产生，第二转子极152由第三永磁体114和第四永磁体116产生，第三转子极154由第五永磁体118和第六永磁体120产生，第四转子极156由第七永磁体122和第八永磁体124产生，第五转子极158由第九永磁体126和第十永磁体128产生。尽管这里描述的包括十个极，但是转子芯36可以包括任意数量的极，其允许电动机10如这里所描述的那样运行。进一步地，尽管这里所描述的每一转子极由两个永磁体产生，但是多个转子极148中的每一个可以由三个永磁体产生、可以由四个永磁体产生，或者由任意其他合适数量的永磁体产生，以便允许电动机10如这里所描述的那样运行。

在示例性实施例中，定子芯28的绕组级32按照时间顺序被激励，并形成与转子极的数目匹配的十个磁极的形式，从而提供径向磁场，该径向磁场基于预先选择的绕组级32被激励的顺序或序列以顺时针或反时针的方向围绕定子芯28运动。可选择地，绕组级32可以被激励以产生其他类型，例如，无转矩产生类型，其可以包括其他数目的磁极。该运动的磁场与由永磁体110、112、114、116、118、120、122、124、126和128产生的磁场相交从而使得可旋转组件20相对于定子芯28在所需的方向上旋转，从而形成与磁场密度或强度成线性函数关系的转矩。尽管定子齿有时被一些技术人员称为“极”，但是正如这里所提及的那样，定子齿被包括在定子芯28中，而定子极是由设置在定子齿周围的绕组级32受到激励而产生。虽然这里所描述的图中示出十二个齿和绕组，但是，电机可通过仅仅激励一部分的绕组来工作。因此，电动机可以被称为具有不等数量的齿和极。

绕组级32通过感应可旋转组件20的旋转位置被无刷换向，因为，其在定子芯28中旋转并且利用电信号顺次将电压以不同的预先选择的、确定可旋转组件20的旋转方向的顺序或序列施加到每一绕组级32，该电信号是作为可旋转组件20的旋转位置的函数而产生的。位置感应可以由位置检测电路来实现，该位置检测电路响应反电动势(EMF)来提供指示可旋转组件20的旋转位置的模拟信号以控制将电压施加到静止组件18的绕组级32的时间序列。也可以应用其他的位置感应装置。

图3是包括在电动机10(如图1所示)中的转子芯160的可选择实施例的前视图。在可选择的实施例中，转子芯160包括其中所限定的多个永磁体开口。例如，转子芯160可以包括围绕在转子芯160的周围的第一永磁体开口162、第二永磁体开口164、第三永磁体开口166，第四永磁体开口168，第五永磁体开口170，第六永磁体开口172等等。进一步地，由多个包括在转子芯160中的永磁体制成的多个转子极174的每一个是由三个永磁体制成。例如，第一转子极176由第一永磁体178、第二永磁体180和第三永磁体182产生。进一步地，第二转子极184由第四永磁体186、第五永磁体188和第六永磁体190制成。然而，附加转子极可以由设置在转子芯160中的永磁体制成。

转子芯160还包括转子芯材料的第一部分，这里是指第一桥192。第一桥192被设置在第一永磁体开口162和第二永磁体开口164之间。类似地，转子芯160包括转子芯材料的第二部分，这里是指第二桥194，被设置在第二永磁体开口164和第三永磁体开口166之间。在可选择的实施例中，转子芯160还包括围绕在转子芯160周围的第三桥196、第四桥198、第五桥200等等。在所阐述的实施例中，转子芯160包括二十个桥，包括第二十桥202，如上关于桥90、92、94、96和98所述，桥192、194、196、198、200和202为转子芯160提供结构支撑，由此增强转子芯160。桥192、194、196、198、200和202还利于在转子芯160中包括较小的永磁体，其与较大永磁体的涡流损耗相比，减少了包括在转子芯160中的永磁体的涡流损耗。

图4是已知静止组件250的部分细节图，在这里也称为定子，其可以被应用到电动机10(如图1所示)中。定子250包括开口槽定子芯252。定子芯252的所述部分包括多个定子齿，例如，第一定子齿254和第二定子齿256并且本领域技术人员可以理解，定子芯252包括分布在定子芯252的周围的多个定子齿。定子250还包括多个绕组，例如，第一绕组258和第二绕组260。当操作时，第一定子齿254和第一绕组258产生第一极262并且第二定子齿256和第二绕组260产生磁性相反的第二极264。为了易于理解，所示的绕组260以截面图的方式示出，其提供了定子齿256的视图。每个定子齿基本上被相关的绕组围绕。然而，以可选择的形式，绕组可以被设置在每个其他齿的周围(即，不包括绕组的齿被设置在包括绕组的每个齿之间)并且可选择的齿可以是不同的形状。定子齿254因此基本上被绕组258包围。定子芯252是开口槽定子芯，如每两个相邻定子齿之间的槽280、282和284，例如，槽282，被限定在定子齿254和256之间，便于绕组258和260的插入。然而，与这些开口定子槽相关的开口区域会导致上述的噪音和齿槽转矩。

图1-4所描述的电动机和组件仅仅是可以被应用到下面所描述的实施方式的示例，因此可以理解的是，所描述的实施例不限于图1-4的示例。例如，永磁转子可以被包含在各种电机中。当然，该实施例直接至少一方面减少这些机械的制造成本同时提高所利用材料的有效性，例如，达到定子槽中的高填充铜线的需要，同时最小化或消除通常发生在永磁机械中的齿槽转矩和/或转子上的径向力。

图5根据一个实施例集成定子芯310和绕组320、322的定子300的细节图。由于定子300包含多个楔块330，每一楔块设置在单独的定子300的齿之间，定子300克服了相对于定子250的上述缺点的至少一部分。为了提供细节，图5是截面图。相反地，图6是前视图，以便示出整个定子300和多个楔块330，同时一个楔块330被放置在每一槽340中。除下面描述的磁场特性外，楔块330代替多个标准绝缘材料操作以将绕组320、322保持在各自的槽中。在所述实施例中，每一定子齿350被形成为包括在齿350的每一侧上的缺口352。设置楔块350的大小使其可以滑入相邻的定子齿350的相应缺口352中。如下所述，楔块330允许使用开口槽定子芯，同时实现半封闭式定子槽的一些有利的性能。

在一些实施例中，楔块330由半磁性材料制成。除了保持绕组320、322的布置之外，楔块330的半磁性特性削弱了永磁电动机中的脉动和振动。进一步的，效率提高并且电动机产生的反EMF(或电压)增大，实现电动机更加安静和更有效地运行。在一个实施例中，楔块330利用纺织结构来构造，该结构采用树脂浸制例如铁粉的亚铁材料进行固化。在另一个实施例中，玻璃纤维丝、树脂和亚铁材料被压制并固化形成楔块330。图6示出定子300的全视图，示出了设置在每一定子齿350之间的槽340中的全部线圈和楔块330。

图7是定子300的部分横截面图。在所述实施例中，定子300是斜堆叠定子。具体地，定子300包括利用薄叠片410堆叠而成的定子芯400。叠片410被分别冲压并且通常每个齿和槽具有相同的类型。在斜堆叠定子芯比如芯400中，每一叠片410相对于相邻的叠片410偏移。该偏移在图7中已描述。

在典型的发电机和电动机产品中，使用对应于大约一个定子齿宽度的斜角。因此，合成的斜角根据被分成360度的机械中定子齿数目而定。例如，三十六齿定子将产生10度的径向倾斜，而四十八齿定子将产生7.5度的径向倾斜。

这里所描述的实施例包括以特定角度计算的定子倾斜，转子极使其本身与定子极齿对齐。该数目是基于转子极数和定子的齿数为基础计算得到的。例如考虑十二齿定子和十极转子，在该实施例中，优化的倾斜是这些数的最小公倍数的函数。十二槽定子和十极转子的最小公倍数是60，电动机旋转的360度除以该最小公倍数得到6.0度的径向倾斜。

在一些实施例中，定子层叠结构的每一单个叠片倾斜一定角度，该角度基本上等于定子叠片的数目除以总的径向倾斜。例如，对于五十叠片定子层叠结构，每一连续的叠片必须倾斜0.12度以达到6.0度的径向倾斜。在其他实施例中，各叠片的子集可以相互对齐。例如，对于五十叠片定子堆叠结构示例，连续五个叠片结构的子集中每一个相对于相邻的子集倾斜0.6度，十组五层叠片的子集产生上述的6.0度的径向倾斜。

为了进一步阐述，需要考虑20极转子和24齿定子。20和24的最小公倍数是120。电动机旋转的360度除以最小公倍数(即120)来确定最优径向倾斜(即3.0度)。定子层叠结构的每一单独的叠片倾斜一定角度，该角度基本上等于定子叠片的数目除以总的径向倾斜。例如，对于五十层叠片定子层叠结构，每一连续的叠片径向倾斜0.06度以达到3.0度的径向倾斜。

虽然半磁性材料已经被用于不包含永磁转子的电机的定子，这些电机包括二十四至一百零八个定子槽。这些电机还包括倾斜和不倾斜的定子层叠结构。

对比之下，至少这里所描述一些实施例包括具有总径向倾斜为大约六度的定子和形状类似于定子层叠结构的倾斜的半磁性楔块。在特定的实施例中，十二槽倾斜层叠结构定子芯与十极永磁转子共同使用。从磁性的观点这样的结构导致定子槽的部分封闭，为了简化起见，允许类似于直的层叠定子的结构，并且提供一种机械装置，其还操作为在相应的定子槽中保持绕组的位置。

上面所述的实施例涉及定子堆叠结构的倾斜和在定子齿之间插入磁性楔块。该实施例削弱了齿槽转矩和电动机噪音，同时为了使结构简单起见，还允许提供开口槽定子。这样的实施例可以包括关于图8所述的转子412的组合或者可以包含在包括永磁外转子和内转子的其他永磁转子。

如上所述，永磁内转子412的一部分的实施例如图8所示。如图所示转子412处于相对于定子414的工作位置。定子414可以是定子250(如图4所示)和定子300(如图5和6所示)中的任意一个，例如，如上所述，可以或者可以不包括上述倾斜结构。为了清楚起见，所示定子414没有绕组。转子412还包括削弱齿槽转矩的特性并且可以被集成到包括上述定子结构的电动机中。更加具体地涉及到图8，最初为了保持而提供少量的覆盖磁体430、432的铁磁材料420，其也能用于集中和控制到不包括用于封闭定子槽的齿伸出部分的定子齿440的磁通。

更加具体地说，磁体430和432顶部的铁磁材料420从磁体的外表面聚集和/或引导磁通并且将其集中到相对窄的、没有延伸的定子齿440所处的位置。铁磁材料420减少了齿槽转矩，其能很容易具有如定子414(如图8所示)的开口槽定子那样的尺寸。进一步地，齿槽转矩可以通过调节磁极弧的宽度来进一步减少以便达到零齿槽转矩。

对于大多数的转子磁体尺寸和宽度的几何结构，齿槽转矩是存在的。齿槽转矩的数量在该配置中随转子磁极宽度P2、定子齿宽度T和定子槽开口宽度S之间的关系而变化。转子磁极宽度P2不仅包括磁宽度P，也包括磁极之间磁性和非磁性部分的尺寸。随着几何尺寸少量的增加，具有齿槽转矩减少到非常低的值处于或接近于零的关系。通过利用形成在设计机器时的这些最优化点或零点的磁极宽度，齿槽转矩被减少到接近于零。参考图8，正如基于给定的“T”和“S”的值来调节“P”和“P2”的值，扭转的齿槽转矩幅值将改变。

这样，基于转子磁极的尺寸控制齿槽转矩，使用开口槽定子结构和利用开口槽定子的相应制造优势来减少齿槽转矩。更加具体地，单个齿周围的线圈可以被单独缠绕和/或被线轴缠绕，优选分层，以及甚至利用矩形线来实现相当高的槽填充率。然后预先制造的线圈被简单地滑过定子齿。如上所述，楔块，也被称为磁性顶棒，如果需要可以被用于保持线圈的位置。

图9是结合一个或多个上述实施例的十二齿定子500和相对于定子500设置并且结合一个或多个上述实施例的十极转子510的前视图。定子500也可以称为十二槽定子，定子芯中定子槽的数目等于定子齿的数目。

虽然这里所描述的实施例是针对定子围绕永磁转子的电动机进行描述，但是包括这里所述的一个或多个改进的内外式电动机的实施例被考虑。内外式电动机是指旋转的转子围绕静止的定子的电动机。进一步的，该实施例可应用到任意永磁旋转机器。

虽然本发明根据各种具体的实施例来进行描述，本领域的技术人员将意识到本发明能在权利要求书的精神和范围内进行修改。

Claims (10)

1.一种电机，所述电机包括：

定子；和

转子，配置成相对于所述定子旋转，所述转子包括：

多个永磁体：和

转子芯，所述转子芯包括第一端、第二端和限定永磁体开口的至少一个内壁，所述永磁体开口配置成接纳所述多个永磁体中的至少一个，所述转子芯还包括设置在永磁体开口之间的至少一个桥，其中，所述多个永磁体中的至少第一永磁体和第二永磁体形成多个转子极中的第一转子极。

2.根据权要求1所述的电机，其中，所述多个转子极中的每一转子极由至少三个永磁体形成。

3.根据权利要求1所述的电机，还包括轴，所述多个永磁体设置在所述转子芯中，基本平行于所述轴和所述转子的旋转轴线。

4.根据权利要求1所述的电机，其中，所述至少一个桥被配置成向所述转子芯提供结构支撑。

5.根据权利要求1所述的电机，其中，所述定子包括倾斜堆叠的叠片。

6.根据权利要求1所述的电机，其中，所述至少一个桥被设置在第一永磁开口的内壁和第二永磁体开口的相邻内壁之间。

7.根据权利要求1所述的电机，其中，所述定子包括配置为形成多个定子极的多个绕组。

8.根据权利要求7所述的电机，其中，所述多个定子极包括十二个定子极并且所述多个转子极包括十个转子极。

9.一种用于制造永磁转子芯电动机的方法，包括：

在转子芯中至少设置第一永磁体和第二永磁体，以形成第一转子极；

在转子芯中至少设置第三永磁体和第四永磁体，以形成第二转子极；以及

设置转子芯材料的第一部分以使所述第一永磁体与所述第二永磁体分离，并且设置转子芯材料的第二部分以使所述第三永磁体与所述第四永磁体分离。

10.根据权利要求9所述的方法，该方法还包括将所述转子芯至少部分地设置在倾斜的定子芯中。

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